Физическая среда передачи в локальных сетях

Весьма важный момент – учет факторов, влияющих на выбор физической среды передачи (кабельной системы). Среди них можно перечислить следующие:

1) Требуемая пропускная способность, скорость передачи в сети;

2) Размер сети;

3) Требуемый набор служб (передача данных, речи, мультимедиа и т.д.), который необходимо организовать.

4) Требования к уровню шумов и помехозащищенности;

5) Общая стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж и последующую эксплуатацию.

Основная среда передачи данных ЛВС – неэкранированная витая пара, коаксиальный кабель, многомодовое оптоволокно. При примерно одинаковой стоимости одномодового и многомодового оптоволокна, оконечное оборудование для одномодового значительно дороже, хотя и обеспечивает большие расстояния. Поэтому в ЛВС используют, в основном, многомодовую оптику.

Основные технологии ЛВС: Ethernet, ATM. Технологии FDDI (2 кольца), применявшаяся ранее для опорных сетей и имеющая хорошие характеристики по расстоянию, скорости и отказоустойчивости, сейчас мало используется, в основном, из-за высокой стоимости, как, впрочем, и кольцевая технология Token Ring, хотя обе они до сих пор поддерживаются на высоком уровне всеми ведущими вендорами, а в отдельных случаях (например, применение FDDI для опорной сети масштаба города, где необходима высокая отказоустойчивость и гарантированная доставка пакетов) использование этих технологий все еще может быть оправданным.

Структурная кабельная система

Так как сеть построена в виде СКС, рассмотрим некоторые теоретические сведенья о ней.

Определение структурированной кабельной системы.

Структурированной кабельной системой (СКС) называется кабельная система:

­ имеющая стандартизованную структуру и топологию,

­ использующая стандартизованные элементы (кабели, разъемы, коммутационные устройства и т.п.),

­ обеспечивающая стандартизованные параметры (скорость передачи данных, затухание и проч.),

­ управляемая (администрируемая) стандартизованным образом.

Отметим, что термин "стандартизованный" не означает здесь "одинаковый", а определяет лишь, что все различные СКС строятся по одинаковым принципам и правилам и в соответствии с национальными и международными стандартами в области информационных технологий.

Кабельную систему, не обладающую хотя бы одним из перечисленных свойств, будем называть исключительной кабельной системой (ИКС) (в смысле ее единственности в своем роде).

Обзор кабельного оборудования

Кабеля:

1. Витая пара (UTP/STP, unshielded/shielded twisted pair) в настоящее время является наиболее распространенной средой передачи сигналов в локальных сетях. Кабели UTP/STP используются в сетях Ethernet, Token Ring и ARCnet. Они различаются по категориям (в зависимости от полосы пропускания) и типу проводников (гибкие или одножильные). В кабеле 5-й категории, как правило, находится восемь проводников, перевитых попарно (то есть четыре пары).

Все кабели состоят из 4 пар (две для передачи файлов, другие две для передачи голоса). Для соединения кабелей с оборудованием используют вилки и розетки RJ-45. Появились так же кабели категории 6, с частотой до 200 МГц, и категории 7, с частотой до 600 МГц, которые обязательно экранируются.

Структурированная кабельная система, построенная на основе витой пары 5-й категории, имеет очень большую гибкость в использовании. Ее идея заключается в следующем.

На каждое рабочее место устанавливается не менее двух (рекомендуется три) четырехпарных розеток RJ-45. Каждая из них отдельным кабелем 5-й категории соединяется с кроссом или патч - панелью, установленной в специальном помещении,— серверной. В это помещение заводятся кабели со всех рабочих мест, а также городские телефонные вводы, выделенные линии для подключения к глобальным сетям и т.п. В помещении, естественно, монтируются серверы, а также офисная АТС, системы сигнализации и прочее коммуникационное оборудование.

Волоконно-оптические кабели

Оптоволоконные кабели — наиболее перспективная и обеспечивающая наибольшее быстродействие среда распространения сигналов для локальных сетей и телефонии. В локальных сетях оптоволоконные кабели используются для работы по протоколам ATM и FDDI.

Оптоволокно, как понятно из его названия, передает сигналы при помощи импульсов светового излучения. В качестве источников света используются полупроводниковые лазеры, а также светодиоды. Оптоволокно подразделяется на одно - и многомодовое.

Одномодовое волокно очень тонкое, его диаметр составляет порядка 10 микрон. Благодаря этому световой импульс, проходя по волокну, реже отражается от его внутренней поверхности, что обеспечивает меньшее затухание. Соответственно одномодовое волокно обеспечивает большую дальность без применения повторителей. Теоретическая пропускная способность одномодового волокна составляет 10 Гбит/с. Его основные недостатки — высокая стоимость и высокая сложность монтажа. Одномодовое волокно применяется в основном в телефонии.

Многомодовое волокно имеет больший диаметр — 50 или 62,5 микрона. Этот тип оптоволокна чаще всего применяется в компьютерных сетях. Большее затухание в многомодовом волокне объясняется более высокой дисперсией света в нем, из-за которой его пропускная способность существенно ниже — теоретически она составляет 2,5 Гбит/с.

Для соединения оптического кабеля с активным оборудованием применяются специальные разъемы.

Наиболее часто применимыми типами соединителей являются:

SMA — это соединитель с резьбовым соединением. Он был наиболее распространен, поскольку первым был стандартизирован, но сейчас его применение сокращается.

ST — это соединитель байонетного типа. Он наиболее популярен, поскольку обеспечивает более точное и надежное соединение.

FC-PC — этот тип соединителя представляет собой комбинацию резьбового и байонетного соединителей. Он не настолько популярен, как ST, но объединяет лучшие качества соединителей SMA и ST.

SC — этот быстроразъемный соединитель завоевывает все большую популярность на рынке.

Патч-панель, или панель соединений, представляет собой группу розеток RJ-45, смонтированных на пластине шириной 19 дюймов. Это стандартный размер для универсальных коммуникационных шкафов— рэков (rack), в которых устанавливается оборудование (концентраторы, серверы, источники бесперебойного питания и т.п.). На обратной стороне панели смонтированы соединители, в которые монтируются кабели.

Кабели с многожильными гибкими проводниками используются в качестве патч-кордов, то есть соединительных кабелей между розеткой и сетевой платой, либо между розетками на панели соединений или кроссе. Кабели с одножильными проводниками — для прокладки собственно кабельной системы. Монтаж разъемов и розеток на эти кабели совершенно идентичен, но обычно кабели с одножильными проводниками монтируются на розетки рабочих мест пользователей, панели соединений и кроссы, а разъемы устанавливают на гибкие соединительные кабели.

Разъемы:

Как правило, применяются следующие виды разъемов:

• RJ-11 и RJ-12— разъемы с шестью контактами. Первые обычно применяются в телефонии общего назначения— вы можете встретить такой разъем на шнурах импортных телефонных аппаратов. Второй обычно используется в телефонных аппаратах, предназначенных для работы с офисными мини-АТС, а также для подключения кабеля к сетевым платам ARCnet;

• RJ-45 — восьмиконтактный разъем, использующийся обычно для подключения кабеля к сетевым платам Ethernet либо для коммутации на панели соединений.

Шкаф настенный

В процессе выполнения проектных работ осуществляется разработка плана размещения оборудования в технических помещениях. Коммутационное оборудование СКС и активные сетевые устройства в данном проекте будут смонтированы в 19-дюймовом монтажном конструктиве стандартной глубины, функции которого выполняет монтажный шкаф. Использование монтажных конструктивов (типа шкафов и открытых стоек) обеспечивает компактное удобное оборудование практически любого назначения. Применение монтажных шкафов дополнительно гарантирует его защиту от несанкционированного доступа, эффективное подавление внешних электромагнитных помех (в случае применения металлической передней двери), а также удобство эксплуатационного обслуживания.